ما هو المكثف؟

تعريف مكثف

مكثف هو جهاز قادر على التراكم الشحنات الكهربائية عند واحد التباينات المحتملة بين المحطات الخاصة بك. ال السعة المكثفات ، بدورها ، هي قياس مقدار الشحن الذي يمكن للجهاز تجميعه لفرق جهد معين.

يتم إنتاج المكثفات بشكل عام بطريقة بسيطة ، مكونة من لوحين موصلين متوازيين ، تسمى المحركات ، والتي قد تمتلئ أو لا تمتلئ بوسيط عالي. عازل (عازل).

ما هي المكثفات؟

يمكن استخدام المكثفات لأغراض أخرى إلى جانب وظيفتها الرئيسية ، وهي تخزين الشحنات الكهربائية. يمكن استخدام هذه الأجهزة في الدوائر التي تعمل بالطاقة بواسطة التيارات الكهربائية المتناوبة، عندما يكون تشكيل تيار كهربائي مستمر مطلوبًا ، كما في حالة الأجهزة المنزلية ، مثل ثلاجات, الخلاطات, الآلات غسل وهلم جرا.

ومع ذلك ، لن يتدفق التيار الكهربائي عبر الدائرة حتى يتم شحن المكثفات بالكامل. هذا يمكن تقليل التآكل التي تنتجها الكبار الاختلافات من التيار الكهربائي المتولد عندما يكون الجهاز الإلكتروني مفتوح أو إيقاف.

نظرًا لسهولة تخزين الشحنات الكهربائية ، يمكن أيضًا استخدام المكثفات لتلبية الطلب التيارات الكهربائية العالية التي تتطلبها بعض الدوائر عالية الطاقة ، مثل أجهزة الاستريو الكبيرة المستخدمة في عروض.

instagram story viewer

نظرةأيضا: جمعية المكثفات

صيغة السعة

السعة هي كمية مادية مرتبطة بكمية الشحنات الكهربائية التي يستطيع المكثف تخزينها لفرق جهد معين. كلما زادت سعتها ، زادت كمية الشحنة المخزنة بواسطة المكثف لنفس الجهد الكهربائي.

يمكننا حساب السعة من خلال النسبة بين كمية الشحنات المخزنة والجهد الكهربائي:

العنوان الفرعي:
ج - السعة (F - فاراد)
س - الشحنة الكهربائية المخزنة (C-coulomb)
يو - الجهد الكهربائي أو فرق الجهد (فولت - فولت)

وحدة السعة في النظام الدولي للوحدات (SI) هي فاراد (F) ، وحدة تعادل كولوم لكل فولت (السيرة الذاتية).

السعة تتأثر أيضا العوامل الهندسية المكثفات: مسافه: بعد (د) بين لوحات المحرك للمكثفات و منطقة (ال) تؤثر على الحد الأقصى لمقدار الرسوم التي يمكن أن تتراكم بواسطتها. عامل آخر يمكن أن يؤثر على السعة و ال الجوازعازل (ε) من المنتصف يتم إدخاله بين ألواح المكثف: كلما زادت سماحية العازل الكهربائي للوسط, كلما زادت كمية الشحنة المخزنة في المكثف.

وبالتالي ، يمكن حساب سعة مكثف لوحة متوازية باستخدام العلاقة التالية:

العنوان الفرعي:
ج - السعة (F)
ε – السماحية الكهربائية للوسط (F / m)
ال - مساحة صفائح المكثف (م²)
د - المسافة بين ألواح المكثف (م)

يوضح الشكل أدناه مخططًا لمكثف لوحة متوازية:

في الشكل أعلاه ، A هي مساحة إحدى اللوحين ، و d هي المسافة بينهما.

صيغة الطاقة المخزنة في المكثفات

يمكننا حساب كمية الطاقة الكهربائية الكامنة المخزنة بين تجهيزات مكثف باستخدام المعادلة التالية:

العنوان الفرعي:
و_وعاء - الطاقة الكامنة الكهربائية (جول - جول)
س - الشحنة الكهربائية (C - كولوم)
يو - الجهد الكهربائي (أو فرق الجهد) (فولت - فولت)

من خلال المعادلة أعلاه ومعادلة السعة ، يمكننا أيضًا استنتاج معادلة ثانية ، معطاة من خلال:

العنوان الفرعي:
و_وعاء - طاقة الوضع الكهربائي (J)
ج - السعة (F)
يو - الجهد الكهربائي أو فرق الجهد (V)

تمرين يحل

مكثف ذو لوحة متوازية يساوي 2.0 درجة فهرنهايت متصل بإمكانية 220.0 فولت. احسب مقدار الشحنة الكهربائية المخزنة بين تجهيزات المكثف وطاقته الكهربية الكامنة.